箱式发射技术因具有提高导弹的贮存可靠性、维修方便、作战反应迅速等优点,逐渐被各种导弹系统采用。导弹热发射过程中伴随着高压、高速、高温气体的流动和燃气空气多相流动,具有复杂的流动状态,对发射箱造成严重的热冲击和动力冲击,甚至导致发射失败。深入研究导弹热发射过程燃气射流的流动特性,分析流体压力载荷和温度载荷对发射箱的影响机制,对热发射技术和发射箱的结构设计具有指导意义。因此,某企业与贵州大学建立校企合作项目,研究导弹发射过程中燃气射流对发射箱的影响。本文以某企业设计的某型号发射箱为研究对象,建立1/4对称模型,利用理论分析和单向流固耦合研究方法对导弹发射过程中燃气与发射箱之间的耦合作用进行深入研究,主要研究内容如下:(1)基于建模思路和建模步骤,建立导弹发射过程中燃气与箱体的流固耦合模型。采用分块网格生成技术划分网格,考虑导弹发射过程边界发生变形,采用域动分层技术更新网格。(2)基于流体动力学技术,研究导弹发射过程中燃气射流对发射箱冲击效应,对导弹热发射过程中发射箱内的非定场流场进行数值模拟,分析激波开盖时发射箱内的流动特性、导弹运动时发射箱内外的流动特性、导弹飞离发射箱箱口时的冲击流场特性。研究结果表明:燃气射流对发射箱内外壁面热冲击比较严重,发射箱内外壁温度较高,内箱壁的最高温度为2920K,外箱壁的最高温度为2850K;随着导弹运动出箱,燃气射流对发射箱前端动力冲击较大,当火箭弹距发射箱管口的距离为1m时,燃气射流对发射箱迎气面上冲击力是最大的。(3)基于单向流固耦合、单向热固耦合、单向热流固耦合技术,研究发射箱在压力载荷、温度载荷、压力载荷温度载荷同时作用下的机械应力、热应力、耦合应力、机械变形、热变形、耦合变形的分布规律,并根据耦合分析结果提出发射箱的改进措施。研究结果表明:压力载荷和温度载荷对发射箱结构均有影响,流体压力载荷产生的机械压力对发射箱的影响比较小,而温度载荷产生的热应力对发射箱的影响比较大。在压力载荷作用下,发射箱结构满足性能和使用要求;在温度载荷作用下,发射箱产生裂缝和塑性变形;在压力载荷和温度载荷同时作用下,发射箱产生裂缝和塑性变形。通过试验验证了改进措施的有效性并应用于生产实践。